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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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沒(méi)有眼睛也能“看到”陽(yáng)光
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2023-02-21 來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)報(bào) 王見(jiàn)卓【字體：大 中 小】語(yǔ)音播報(bào) 一只紅頭蜈蚣沿著原木爬行，并用觸角探測(cè)陽(yáng)光的溫度。圖片來(lái)源：楊仕隆 在東亞和澳大利亞森林的樹(shù)葉下，鉛筆長(zhǎng)短的紅頭蜈蚣在黑暗中潛行。這種有毒的節(jié)肢動(dòng)物無(wú)法分辨明暗，因?yàn)樗鼈儧](méi)有眼睛。 據(jù)《科學(xué)》報(bào)道，現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)知道這種蜈蚣如何在看不見(jiàn)的情況下避開(kāi)陽(yáng)光的傷害。當(dāng)陽(yáng)光曬到它們的觸角時(shí)，會(huì)引發(fā)一種熱相關(guān)反應(yīng)，從而提醒蜈蚣向暗處尋求庇護(hù)。相關(guān)研究2月13日發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。 并未參與此次研究的弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)的昆蟲(chóng)學(xué)家Paul Marek表示，它們的觸角上布滿(mǎn)了肌肉，并覆蓋著敏感的毛發(fā)狀突起，這有助于蜈蚣感知周?chē)h(huán)境，就像盲人使用拐杖在黑暗中摸索。 多足類(lèi)動(dòng)物（如蜈蚣和千足蟲(chóng)）在進(jìn)化過(guò)程中視力逐漸退化，其中一些則完全失去了眼睛。在落葉層下的黑暗世界中，視覺(jué)不如觸覺(jué)重要。它們用觸覺(jué)來(lái)確定獵物，包括蠕蟲(chóng)、蜘蛛、蝎子，甚至小型爬行動(dòng)物和老鼠。 缺乏視力并不會(huì)降低這種動(dòng)物的危險(xiǎn)性。紅頭蜈蚣釋放出的毒液能對(duì)獵物的循環(huán)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞；它的螯可以刺穿人類(lèi)皮膚，造成帶有灼熱感的疼痛，嚴(yán)重者甚至需要就醫(yī)治療。在實(shí)驗(yàn)室里，研究人員觀察到紅頭蜈蚣在短短30秒內(nèi)就將15倍于自身大小的老鼠殺死。 紅頭蜈蚣不僅沒(méi)有視覺(jué)，還缺少光敏蛋白（對(duì)光敏感的蛋白質(zhì)）。那么，它如何知道自己是否暴露在陽(yáng)光下？在那里，蛇和鳥(niǎo)會(huì)將其捕食。 為找到答案，中國(guó)東北林業(yè)大學(xué)的分子生物學(xué)家楊仕隆團(tuán)隊(duì)將這種蜈蚣放在兩個(gè)相鄰的透明容器中，其中一個(gè)被黑膠帶完全覆蓋。研究人員在裝置上方放一盞燈模擬陽(yáng)光，并記錄蜈蚣在明亮和黑暗環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)。他們還在蜈蚣身上安裝了一臺(tái)熱成像相機(jī)，以確定后者對(duì)溫度的反應(yīng)。 每當(dāng)蜈蚣爬向黑暗容器時(shí)，紅外圖像顯示大量熱量集中在它們卷曲的觸角上。在暴露于光線(xiàn)下的10秒內(nèi)，觸角的溫度便從約28℃上升到37℃以上。 研究人員隨后溶解了觸角中的一些感覺(jué)神經(jīng)，以確定其化學(xué)組成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一種名為BRTNaC1的熱受體。這是一個(gè)離子通道，通過(guò)觸角在細(xì)胞間輸送帶電原子。BRTNaC1在33℃至48℃條件下被觸發(fā)。研究人員表示，光線(xiàn)加熱蜈蚣觸角會(huì)激活BRTNaC1，從而引發(fā)一種生理反應(yīng)，提醒蜈蚣已經(jīng)冒險(xiǎn)進(jìn)入了陽(yáng)光中。 為確認(rèn)這種光感作用，研究人員用錫箔覆蓋蜈蚣的觸角，阻止其暴露在燈光下。這些蜈蚣在黑暗環(huán)境中迷路的頻率遠(yuǎn)高于那些觸角裸露的蜈蚣。 楊仕隆和Marek都認(rèn)為，紅頭蜈蚣不是唯一利用熱受體間接探測(cè)光的土壤生物。Marek表示，它們只是沒(méi)有眼睛，但還有其他器官�！按笞匀灰呀�(jīng)想出了有趣的變通辦法，讓它們可以在沒(méi)有眼睛的情況下探測(cè)光線(xiàn)�！� 相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2218948120 |
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